книги из ГПНТБ / Махнач, А. С. Геохимия микроэлементов группы железа в живетских и франских отложениях Белоруссии

3.Из литологических разностей пород наиболее бедны микроэлементами соли, гипсы и ангидриты. Обогащены боль­ шей частью глинистые или карбонатные породы, реже — пес­ чаные.

4.Различные микроэлементы группы железа склонны концентрироваться или, наоборот, давать минимумы содер­ жаний в определенных типах пород того или иного возраста, что позволило выделить элементы-индикаторы возраста и использовать их в целях расчленения и корреляции отло­ жений.

Работы по выделению опорных горизонтов и расчленению мезо-кайнозойских отложений по геохимическим данным

(Бордон, 1969 и др.) показали, что микроэлементы группы же­ леза применимы для корреляции и более молодых, чем де­ вонские, отложений.

'72

Рис. Ш-8. Содержания элементов группы железа во франских отложениях девона Белоруссии:

J—песчаные разности пород; 2—глинистые; 5—карбонатные; 4—гипсы и ангидриты; 5—соли; 6—кларк литосферы, по А. П. Виноградову (1962)

3. ЗАВИСИМОСТЬ КОНЦЕНТРАЦИЙ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ ОТ ЛИТОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ПОРОД

Для выявления закономерностей распределения элементов в зависимости от литологических особенностей осадочных отло­ жений авторами построены сравнительные графики (рис. III- 9) изменения фоновых содержаний микроэлементов группы железа в песчаных, глинистых, карбонатных породах, солях, гипсах и ангидритах, так называемые «геохимические профи­ ли элементов», по определению Н. М. Страхова (1957) и И. И. Гинзбурга (1957). Анализ полученных кривых приводит к вы­ воду о возможности классификации элементов по геохимиче­

73

75

74

Т а б л и ц а Ш-7

Геохимические ряды элементов

бург, 1957), и некоторыми другими причинами. Содержания; элементов в глинистых к карбонатных породах могут оказать­ ся равными в результате проявления совокупности описанных процессов. В пярнуско-наровских отложениях к первой груп­ пе рядов относятся только никель и титан (Л-образный ряд)

надий, марганец, железо (Л-образный ряд); в евлановских—• титан, железо, никель (Л-образный ряд), марганец, ванадий (восходящий); в ливенских — титан, марганец, железо (Л-об­ разный ряд), ванадий и никель (Г-образный ряд).

В остальных горизонтах в связи с отсутствием в разрезе песчаных отложений трудно выделить определенный ряд и даже группу. Нужно сказать только, что в породах воронеж­ ского горизонта у всех микроэлементов группы железа фоно­ вые содержания падают от глин к карбонатным породам, а в саргаевских медианные концентрации в ряду глинистые_

карбонатные образования уменьшаются у железа, ванадия, титана, но увеличиваются у марганца.

Вторая группа рядов объединяет элементы с К-образным, нисходящим и L-образным профилями. Содержания в песча­ ных отложениях выше, чем в глинистых. Повышенные содер­ жания элементов в песчаных образованиях (по сравнению с глинистыми) можно объяснить наличием в них большого ко­ личества темноцветных компонентов, содержащих целый ряд. элементов, в том числе группы железа. Кроме того, некоторое обогащение песков, песчаников и алевролитов такими элемен­ тами, как например титан и другие, происходит, вероятно,

76

за счет их последующего размыва (естественное обогащение). Описываемое распределение элементов можно объяснить и типом миграции, при котором большую роль играет перенос материала в виде взвесей. В таком случае, как показало изу­ чение современных осадков (Страхов, 1957), максимум содер­ жаний обычно сдвигается в сторону более грубозернистых осадков, т. е. в прибрежную зону.

Соотношение фоновых содержаний элементов в глинистых

икарбонатных породах объясняется теми же факторами, что

идля первой группы рядов.

Впярнуско-наровских отложениях ко второй группе рядов относятся марганец, ванадий (У-образный), железо (нисхо­ дящий) и хром (L-образный профиль); в старооскольских —

титан и хром; в пашийско-кыновских — титан (нисходящий профиль); в евланозских и ливенских отложениях нет эле­ ментов второй группы рядов.

Третья группа рядов объединяет элементы с горизонталь­ но-восходящим, горизонтально-нисходящим и горизонтальным геохимическими профилями. Содержания в глинистых и пе­ счаных отложениях равны. Эта группа является промежуточ­ ной между первой и второй. Распределение такого типа объ­ ясняется одновременным действием причин, описанных выше. Из микроэлементов группы железа только хром в евлановских и ливенских (горизонтально-восходящий профиль), па­ шийско-кыновских (горизонтальный профиль) и кобальт во всех отложениях (горизонтальный профиль) относятся к тре­ тьей группе рядов.

У элементов, относящихся к горизонтальному профилю, среднемедианные содержания большей частью ниже порога чувствительности, т. е. практически равны нулю. Следова­ тельно, выделение этой группы рядов носит условный харак­ тер.

Из микроэлементов других групп в пярнуско-наровской серии к Л-образному ряду относятся медь, галлий, свинец, к

рядов; в пашийско-кыновских отложениях медь, галлий, цир­ коний и барий относятся к Л-образному ряду, а свинец в свя­ зи с его практически нулевым среднемедианным содержанием

образному; в ливенском горизонте все элементы, кроме свинца (горизонтальный ряд), относятся к Л-образному ряду, кото­ рый, таким образом, наиболее характерен для девонских от­ ложений Белоруссии. В табл. II1-8 показано распределение

7 7

78

микроэлементов группы железа и некоторых других элемен­ тов по рядам в тех отложениях, где присутствуют песчаные, глинистые и карбонатные породы.

Следует заметить, что местные кларки, подсчитанные для всего осадочного чехла Белоруссии (17 элементов в трех ти­ пах пород, табл. Ш-1), позволяют дифференцировать элемен­ ты по приведенной схеме. Так, большинство элементов (бе­ риллий, титан, ванадий, хром, марганец, никель, медь, галлий, стронций, иттрий) относятся к Л-образному геохимическому профилю (первая группа рядов), а литий, кобальт, цирконий, барий, иттербий, свинец — к нисходящему ряду второй груп­ пы. Только у рубидия геохимический профиль Ѵ-образный.

Как в целом для осадочного чехла Белоруссии, так и для отдельных его частей, например мезо-кайнозойских (Бордон, 1969) и палеозойских отложений (Йордон, 1970 а), наиболее характерным геохимическим рядом элементов является Л-об- разный. По данным С. М. Катченкова (1952), И. И. Гинзбур­ га (1957), Н. М. Страхова (1968) и других исследователей, он типичен для многих регионов страны.

В целях количественной характеристики степени упорядо­ ченности в распределении элементов (Страхов, 1968) в на­ стоящей работе введено понятие коэффициента распределе­ ния (Кр), представляющего собой отношение количества элементов, относящихся к наиболее распространенной — пер­ вой — группе рядов, к количеству всех изученных элементов. Этот коэффициент характеризует степень упорядоченности распределения и неодинаков для различных стратиграфиче­ ских подразделений. Так, для пярнуско-наровских отложений коэффициент распределения равен 0,42; старооскольских — 0,50; пашийско-кыновских — 0,67; евлановских и ливенских — 0,75. Величины коэффициента распределения элементов ис­ пользованы в настоящей работе для геохимической характе­ ристики живетских и франских отложений.

4.ГЕОХИМИЧЕСКИЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ

Косновным статистикам распределения, кроме среднемеди­ анных, или фоновых, содержаний микроэлементов, относятся такие параметры, как средние квадратические отклонения, или стандарты (5), коэффициенты вариации (У), коэффици­ енты F (сумма микроэлементов группы железа) и отношения содержаний пар элементов.

Изменения стандартов изучаемых микроэлементов приве­

дены на рис. III-10, а их максимальные и минимальные зна­ чения даны для литологических типов пород различных гори­ зонтов в табл. Ш-9. Из рисунка видно, что в зависимости ог возраста пород стандарты, за некоторыми исключениями,

79

Т а б л и ц а Ш-9

Распределение предельных значений стандарта и коэффициента F

Наибольшее значение анализ коэффициентов вариации имеет с точки зрения поисков аномальных концентраций эле­ ментов. В табл. III-10 отмечено, для каких элементов и отло­ жений характерны максимумы и минимумы значений коэф­ фициента вариации. Если исходить из того (Толстой, Остафийчук, 1962), что уменьшение коэффициента вариации при прочих равных условиях свидетельствует о значительной роли

склонность к концентрации в породах живетского и франского ярусов девона Белоруссии из всех рассмотренных нами элементов (рис. Ш-10) проявляют (дают резкие максимумы) титан и ванадий, склонна к концентрации также медь, одина­ ково склонны как к концентрации, так и к рассеянию цирко­ ний и барий; более склонны к рассеянию галлий, никель и мар­ ганец. Именно с этих позиций в главе V настоящей работы рассмотрено накопление ряда элементов в различных типах осадочных пород жизетского и франского ярусов на террито­ рии Белоруссии.

Одним из важных геохимических показателей распределе­ ния микроэлементов группы железа является коэффициент F.

82

Изменения его значений по вертикальному разрезу различ­ ных осадочных отложений с успехом могут быть использова­ ны для их расчленения и корреляции. Колебания величин коэффициента F в пределах стратиграфического подразделе­ ния (горизонта, яруса и т. д.) в зависимости от литологиче­ ского состава пород позволяют в отдельных случаях более точно проводить границы литологических полей на литолого­

(минимальные содержания фиксируются в гипсах и ангидри­

разному. В гипсах, ангидритах и солях значение коэффициен­ та F, как правило, минимальное. Лишь в саргаевском гори­ зонте его величина близка в карбонатных породах, гипсах и ангидритах (соответственно 0,0614 и 0,0644%).

В песчаных породах живетского и франского ярусов де­ вона Белоруссии максимальная величина коэффициента при­ урочена к пашийско-кыновским, минимальная — к евлановским отложениям. В карбонатных породах кривая изменения значений коэффициента (рис. III-10) в зависимости от воз­ раста сравнительно сглажена, резкие максимумы и миниму­ мы отсутствуют, наименьшая величина приурочена к саргаев-

Т а б л и ц а Ш-10